空间结构初始几何缺陷分布规律的实测数据及统计参数

节点位置偏差是影响大跨度空间结构整体稳定性的一个主要初始几何缺陷,但目前关于实际结构中节点位置缺陷的资料还很少。对六个试验模型和南通体育会展中心体育馆钢屋盖实际结构的节点位置偏差实测数据进行了较为系统的概率统计及假设检验分析,研究了结构初始几何缺陷随机分布规律及其统计参数。研究结果表明,异常数据的分布较为集中,与施工难度和测设条件相关;结构节点位置偏差的分布可采用正态分布假定。随机缺陷分析方法中假定结构每个节点的位置偏差符合二倍均方差范围内的正态概率密度函数是可以接受的。     

某游泳馆树状结构两分叉铸钢节点静力性能及倒角半径影响研究

某游泳馆采用3D3S结构设计软件进行整体建模计算,通过此工程中应用树状结构两分叉铸钢节点,以其轴力、弯矩、轴力和弯矩共同作用三种工况下节点的应力为分析对象进行计算,分析节点应力分布特征及最大应力出现的位置;研究不同倒角半径对节点受力性能的影响,得到了圆角化处理可以避免节点产生应力集中、内力形式影响最大应力值与最大应力出现位置以及选取适当倒角半径可以显著地降低节点的应力集中等结论。     

钻石鸟嘴式方管T形节点热点应力集中系数分析

钻石鸟嘴式节点是桁架式方管结构中一种新的焊接节点型式,本文基于疲劳性能研究的需要,应用有限元方法,分别分析了在支管受轴力和平面弯矩作用下这种T形节点的热点应力集中系数SCF,考察了节点无量纲几何参数β,2γ,τ对SCF的影响效应,并将这种新型节点的SCF与传统方管节点的SCF进行了比较.分析表明钻石鸟嘴式节点在支管轴力作用下,支管和主管的热点应力位置都出现在鞍点;在支管平面弯矩作用下,支管和主管的热点应力位置都出现在冠点;钻石鸟嘴式节点的热点应力集中系数显著低于传统方管节点,意味着前者比后者具有更好的疲劳强度.     

拼接缝对装配式RC结构节点抗震性能的影响

为研究拼接缝对装配式RC结构节点抗震性能的影响,提高结构抗震能力,设计并制作了6个节点试件,通过低周反复荷载试验测出节点的破坏形态和滞回曲线。在此基础上用ABAQUS有限元软件,分析拼接缝对不同类型节点抗震性能的影响和拼接缝在节点梁上的最优位置。结果表明:设置拼接缝对边节点的抗震性能影响大于中节点,拼接缝在梁上的位置变化对中节点的抗震性能影响大于边节点; 相同工况下中节点峰值承载力比边节点高30%,破坏位置的位移比边节点大约32%,耗能能力显著强于边节点; 节点梁上的拼接缝位置变化对节点承载力、刚度退化、延性、耗能能力存在影响; 拼接缝在梁上的最优位置为拼接缝距核心区约2/9梁跨长,最不利位置为距核心区约1/3梁跨长,在实际工程中应尽量合理设置拼接缝位置; 装配节点梁上的拼接缝随着距离节点核心区长度的增加,节点主裂缝的位置逐步由核心区梁端变成拼接缝界面处,破坏方式逐步由梁端弯曲破坏变为梁端剪切破坏。     

基于高抗震性的装配式主次梁节点技术研究

装配式结构主要是将各个构件之间通过节点连接而成,其节点连接质量对整体结构安全性起着至关重要的作用。其中梁节点做法是否符合抗震、力学性能等相关要求成为关键重难点。通过研究结构主次梁的受力特点在满足高抗震性能的前提下,将主次梁节点位置及其处的钢筋优化为90度弯折锚固,形成一种新型主次梁节点连接方式,并成功应用在装配式结构施工中,取得了显著的社会效益和经济效益,可在类似装配式项目中的主次梁连接方式应用。     

基于固有模态函数(IMF)的钢框架节点损伤信号分析

在地震等反复荷载作用下,钢结构节点易发生脆性断裂,且由此导致的结构破坏在钢结构事故中的频率很高。通过对一钢框架模型的动力响应信号进行希尔伯特-黄变换处理,结构选取不同程度单节点、双节点和三节点的损伤工况,利用MATLAB程序对钢结构节点损伤信号进行经验模态分解(EMD)并导出各阶固有模态函数分量,以瞬时频率拟合值作为损伤识别指标,分析对比结构不同位置损伤信号。     

树状结构四分叉铸钢节点受力性能分析

结合某实际结构工程,对四分叉铸钢节点进行有限元分析。首先建立考虑管径、壁厚、倒角半径、分叉角度等因素影响的计算模型,然后应用ABAQUS计算节点在轴力、弯矩、剪力复合作用下的复杂应力、变形分布以及应力集中现象,分析节点应力分布特征及最大应力出现的位置,计算节点的承载能力以及安全储备,并对不同工况下节点受力性能进行对比分析,确定影响节点失效的主要因素。研究结果表明:工程中使用的节点在应力、变形、承载力等方面基本一致,极限荷载约为设计荷载的32倍,具有较大的安全储备;弯矩对节点最大应力值的影响显著,并且影响节点最大应力出现的位置。在实际应用中,尽量使节点受力以轴力为主,以提高结构可靠性。     

湖北省科技馆新馆长悬臂类斜拉桥结构体系复杂铸钢节点设计研究

湖北省科技馆新馆主体采用核心筒-钢桁架-预应力拉索结构,核心筒为整个结构的受力主体,在其内部设有36处复杂铸钢节点。针对铸钢节点相连杆件较多,节点区域内应力分布复杂,通过缩尺静力加载试验,研究铸钢节点受力性能。由于试验中测点数量有限及测点位置选取的局限性,很难仅通过试验全方位了解节点受力性能。本工程通过有限元模拟和试验结合对铸钢节点进行受力分析。结果表明,铸钢节点在设计荷载作用下安全且具有一定的安全储备。     

交叉布索新型索-拱结构的静力性能及参数分析

结合弦撑式索-拱结构的撑杆布置特点以及张弦式索-拱结构的布索特点,提出了一种交叉布索索-拱结构。为了研究拉索节点位置、矢跨比、预拉力对新型索-拱结构的静力性能影响,建立了跨度60 m的交叉布索索-拱结构,采用ANSYS分析结构的静力性能,得出了一些实际性的结论。拉索节点位置越靠近拱体中点越可以极大地提高结构的竖向刚度,在均匀荷载作用下,拉索节点位置半跨1/6处结构的最大竖向位移比5/6处降低了40%;矢跨比的增加会提高结构拱脚处的稳定性,在不均匀荷载作用下,矢跨比0.15结构的水平支座反力比0.4降低1/3以下;预拉力的增加会降低下部索松弛的风险,但是增加拱体承担荷载的压力建议预拉力取值200 kN左右。     

大跨度屋盖结构选型及优化设计分析

为了进一步探索大跨度屋盖结构的选型及优化过程,依据第十二届全国大学生结构设计竞赛赛题,借助有限元软件SeismoStruct对预先设计好的大跨度屋盖结构进行选型和优化,研究了大跨度屋盖结构的承载能力、变形能力与结构构件尺寸和节点位置之间的关系。结果表明,节点位置直接影响杆件受力,从而影响结构的承载能力和变形能力。构件尺寸直接决定构件的刚度,进而影响结构的承载能力和变形能力。可见大跨度屋盖结构受力复杂,对其选型本质上就是选取结构简单、传力途径明显,在多工况荷载组合下受力合理的结构。对选出的模型进行优化实质上就是通过改变节点构造、节点位置和构件的尺寸大小等方式促使结构达到高承载、低变形的效果。     

山地受限区域直线旋转输电角钢塔转换层承载力试验研究

为研究直线旋转输电角钢塔转换层结构的承载能力,对该结构足尺转换层节点进行了承载力试验研究。以1个直线旋转塔转换层节点试件作为研究对象,通过足尺转换层节点试件的承载力试验,获取其变形及应变在荷载作用下的变化规律,研究直线旋转塔转换层的承载力和受力机理。研究表明:直线旋转塔转换层节点试件在荷载作用下的最不利位置出现在转换层连接节点处;试件各杆件在试验荷载下处于弹性状态,其承载力性能和变形性能符合设计要求,有较好的安全储备;转换层刚度与整体试件刚度匹配较好,协同工作性能好。     

地铁车站主体结构地震响应数值模拟分析

为实现沈阳地铁车站主体结构的抗震模拟分析,以沈阳地铁某车站为工程背景,应用有限元计算软件Midas-GTS,研究在El Centro水平地震动作用下,车站主体结构的地震响应特性。研究结果表明,构件连接处位移较大,构件连接处的节点相对位移峰值与地震荷载加速度峰值出现时间相同。在时间2s附近,危险截面的纵向相对位移最大,与地震波最大加速度时间一致;节点加速度峰值出现在柱顶,水平位置相同高度越高的节点的加速度峰值越大;结构构件连接处的节点应力较大,是车站结构抗震的薄弱环节,应在设计时进行合理的加固处理。     

某图书馆大跨转换桁架节点设计

为实现建筑上"彩虹桥"的概念,本工程上部结构采用四榀大跨度桁架进行转换。在转换桁架根部以及主次桁架交汇位置,杆件数量较多,构造及受力复杂。节点设计上以"强节点、弱构件"为准则,构造上以传力合理、平顺,便于施工为导向。根据整体结构在多遇地震下的分析结果,选取两处关键节点位置,采用有限元分析软件MIDAS FEA对关键节点进行精细模拟。结果表明,节点设计满足既定的设计目标。     

并行盾构隧道扩建车站Y形节点力学性能试验研究

在并行盾构隧道基础上扩建的地铁车站结构中，处于装配式的盾构管片和现浇车站主体结构之间的Y形节点是车站结构受力的薄弱位置，为研究Y形节点的力学性能和失效破坏机理，该文进行了Y形节点1∶1足尺试验，并分别对两种不同类型的节点在双向荷载作用下的混凝土应变、钢筋应变、节点破坏现象以及节点的失效破坏机理进行了分析。结果表明，钢板上焊接抗剪键可有效增强节点的抗剪性能，但由于抗剪键对管片下部混凝土有较强的约束作用，导致管片刚度上下差异较大，节点抵抗外力的能力大大降低；两类节点的破坏机理不同，A类节点破坏主要是由于管片底部混凝土被压碎剥落所导致，属于混凝土受压破坏；B类节点其破坏主要是由于管片上部受拉开裂所导致，属于混凝土的受拉破坏。两类节点试件都可满足扩挖车站结构中Y形节点的强度和变形方面的要求。除此之外，该文进一步提出了提高节点受力性能的改进措施。     

树状结构三分叉铸钢节点有限元分析

结合某实际结构工程,对三分叉铸钢节点进行有限元分析。首先设计并应用SOLIDWORKS建立考虑管径、壁厚、倒角半径、分叉角度等因素影响的计算模型,然后应用ANSYS计算轴力和弯矩共同作用下节点的应力状态,分析节点应力分布特征及最大应力出现的位置,并对影响节点受力性能及破坏模式的参数进行分析。研究结果表明:弯矩对节点最大应力的影响显著;三分叉铸钢节点主要存在主管轴向屈服、主分管交界处局部屈曲、分管撕裂破坏等3种破坏模式,节点受轴力作用且管壁相对较厚的情况下,发生主管轴向屈服破坏;节点受轴力作用、支管直径相对较大而管壁较薄的情况下,发生主分管交界处局部屈曲破坏;节点弯矩作用较大的情况下发生分管撕裂破坏。     

工字截面倒V型支撑及其节点板在循环荷载作用下的性能研究

倒V型支撑及其中心节点板连接在特殊中心支撑框架中备受青睐。为了提高其抗震性能和在抗震设计中的应用,对9个非弹性往复荷载作用下的工字截面倒V型支撑及其节点板的滞回性能进行试验和数值模拟。主要参数为:节点板上支撑端部间隙、支撑杆件节点位置、自由端长度与节点板厚的比值。在支撑低周疲劳破坏前,框架的极限承载力并没有降低,但有一个长期的低承载稳定阶段。虽然有直线间隙的试件抗震性能良好,但只要节点板不先于支撑破坏,也可以不设间隙。中等偏心的支撑节点性能很好且尺寸也很经济,但节点板上的支撑杆件位置可能引起板面外变形并降低结构延性。基于试验结果,提出节点板自由边长度与厚度比值限值。     

钢网壳结构节点型式的综述

本文论述了网壳结构节点的重要性和节点选择原则,详细介绍了按节点所处的位置和功能、连接方式,材料等国内外常用节点型式与构造,如实心球、空心螺栓球、焊接空心球,圆柱形、板式和叠合式等节点,还重点介绍了单层网壳常用节点,并对网壳结构节点的开发提出了若干建议。     

某板柱抗震墙结构检测鉴定探讨

北京市西城区某办公楼采用板柱-抗震墙结构体系,该体系在当时为一种创新结构形式,采用较少,相关规范还不够完善。近期对该建筑进行了现场检测及抗震鉴定。在验算过程中发现其部分板柱节点受冲切承载力不足,因板柱结构体系中,板柱节点通常是一个薄弱位置,在竖向荷载和不平衡弯矩作用下,板柱结构中柱节点易发生脆性的冲切破坏,是影响板柱结构体系抗震性能的关键,所以需重点考虑。本文在原鉴定中规范计算的基础上,比照国内外的经验方法,进一步对该建筑板柱节点受冲切承载力进行分析讨论。     

球节点刚度对单层柱面网壳地震响应影响随PGA变化的规律

已有研究发现单层柱面网壳焊接空心球节点刚度对结构的地震响应有一定影响,为了解此影响随PGA(地震动峰值加速度)变化的规律,对相同尺寸的单层柱面网壳精细化模型和常用模型进行了地震响应对比分析。其中精细化模型是按照空心球节点和钢管杆件的实际尺寸建立的壳单元模型;常用模型采用梁单元建模,不考虑球节点。改变PGA后,对比2种模型相同位置节点的位移时程曲线可以看到:随着PGA的增加,精细化模型与常用模型的节点位移响应差值越来越大;PGA超过结构的失稳临界值后,随着PGA的增加,加大精细化模型节点壁厚对提高结构抗失稳能力的作用越来越小。     

基于桥梁试验模型的应变测量分析

对桥梁试验模型中特定节点及位置进行布置,设计桥路进行应变测量,顺利采集到集中荷载作用下,桥梁试验模型特征点位置的应变响应,并对桥梁试验模型在集中荷载作用下特定节点的应变规律进行研究,将有限元模拟与实际试验结果相验证。此外,对桥梁在多种不同工况下特定点的应变进行了测量和研究,结果表明,采用有限元分析方法可以较为准确地反映出桥梁结构的受力特性,由静力分析得出的结果也能够为以后对钢桁架桥的试验研究提供依据。